Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Біологічна систематика



План:


Введення


Біологічна систематика - наукова дисципліна, в завдання якої входить розробка принципів класифікації живих організмів і практичне застосування цих принципів до побудови системи. Під класифікацією тут розуміється опис і розміщення в системі всіх існуючих і вимерлих організмів [1].

Завершальним етапом роботи систематика, що відображає його уявлення про якусь групі живих організмів, є створення Природною Системи. Передбачається, що ця система, з одного боку лежить в основі природних явищ, з іншого боку є лише етапом на шляху наукового дослідження. Відповідно до принципу пізнавальної невичерпності природи природна система недосяжна [2].

"Поглиблене вивчення вже відомих груп, все більше роз'яснюючи їх взаємні співвідношення, буде вимагати інших зіставлень або, точніше сказати, перестановки членів. Нам здається, що природна система завжди буде піддаватися постійних змін, тому що кожна спроба може бути виконана тільки в зв'язку зі станом наукових знань свого часу. "

- К. М. Бер [3]

Основні цілі систематики:

  • найменування (у тому числі і опис) таксонів,
  • діагностика (визначення, тобто знаходження місця в системі),
  • екстраполяція, тобто передбачення ознак об'єкта, що грунтується на тому, що він відноситься до того чи іншого таксону. Наприклад, якщо на підставі будови зубів ми віднесли тварину до загону гризунів, то можемо припускати, що в нього є довга сліпа кишка і стопоходящие кінцівки, навіть якщо нам невідомі ці частини тіла.

Систематика завжди передбачає, що:

  • навколишній нас різноманітність живих організмів має певну внутрішню структуру,
  • ця структура організована ієрархічно, то є різні таксони послідовно підпорядковані один одному,
  • ця структура пізнавана до кінця, а значить, можлива побудова повної і всеосяжної системи органічного світу ("природної системи").

Ці припущення, що лежать в основі будь-якої таксономічної роботи, можна назвати аксіомами систематики [1].

Сучасні класифікації живих організмів побудовані за ієрархічним принципом. Різні рівні ієрархії ( ранги) мають власні назви (від вищих до нижчих): царство, тип або відділ, клас, загін або порядок, сімейство, рід і, власне, вид. Види складаються вже з окремих особин.

Прийнято, що будь-який конкретний організм повинен послідовно належати до всіх семи категоріях. У складних системах часто виділяють додаткові категорії, наприклад, використовуючи для цього приставки над-і під-(надкласс, підтип і т. п.). Кожен таксон повинен мати певний ранг, тобто ставитися до будь-якої таксономічної категорії.

Цей принцип побудови системи отримав назву Ліннєєвський ієрархії, по імені шведського натураліста Карла Ліннея, праці якого були покладені в основу традиції сучасної наукової систематики.

Порівняно новим є поняття надцарства, або біологічного домену. Воно було запропоновано в 1990 Карлом Воуз і ввело поділ всієї біомаси Землі на три домену: 1) еукаріоти (домен, який об'єднав усі організми, клітини яких містять ядро), 2) бактерії, 3) археї.


1. Історія систематики

Перші відомі нам спроби класифікувати форми життя зробили в античному світі Гептадор, а потім Аристотель і його учень Теофраст, які об'єднували все живе у відповідності зі своїми філософськими поглядами. Вони дали досить докладну систему живих організмів. Рослини були розділені ними на дерева і трави, а тварини - на групи з "гарячої" і "холодної" кров'ю. Остання ознака мав велике значення для виявлення власної, внутрішньої упорядкованості живої природи. Так народилася природна система, що відображає впорядкованість, наявну в природі. [1]

В 1172 арабський філософ Аверроес зробив скорочений переклад праць Аристотеля на арабська мова. Його власні коментарі були загублені, але сам переклад дійшов до наших днів на латині.

Великий внесок зробив швейцарський професор Конрад Геснер (1516-1565).

Епоха великих відкриттів дозволила вченим істотно розширити знання про живу природу. В кінці XVI - початку XVII століть починається копітка вивчення живого світу, спочатку спрямоване на добре знайомі типи, поступово розширюючи, поки, нарешті, не сформувався достатній обсяг знань, що склав основу наукової класифікації. Використання цих знань для класифікації форм життя стало обов'язком для багатьох відомих медиків, таких як Ієронім Фабрицій (1537-1619), учень Парацельса Северінус (1580-1656), природознавець Вільям Гарвей (1578-1657), англійський анатом Едвард Тайсон (1649-1708). Свій внесок зробили ентомологи і перші мікроскопісти Марчелло Мальпігі (1628-1694), Ян Сваммердам (1637-1680) і Роберт Гук (1635-1702).

Англійський натураліст Джон Рей (1627-1705) опублікував важливі роботи по рослинам, тваринам і натуральній теології. Підхід, використаний ним при класифікації рослин в його "Historia Plantarum", став важливим кроком у напрямку до сучасної таксономії. Рей відкинув дихотомічний поділ, яке використовувалося для класифікації видів і типів, запропонувавши систематизувати їх по схожості і відмінності, виявленими в процесі вивчення.


1.1. Лінней

Порядок є підрозділ класів, що вводиться для того, щоб не розмежовувати пологи в числі більшому, ніж їх легко може сприйняти розум.
Карл Лінней

Через два роки після смерті Джона Рея народився Карл Лінней (1707-1778), чия робота " Systema Naturae "( 1735) була перевидана щонайменше тринадцять разів ще за його життя. Він розділив природний світ на три царства : мінеральне, рослинний і тваринний. Лінней використовував чотири рівні (рангу): класи, загони, пологи і види.

Лінней визначив основні положення наукової систематики. Головним у систематиці, на думку Ліннея, є побудова природної системи, яка, на відміну від каталожного списку, "сама по собі вказує навіть на пропущені рослини". Він же був автором однієї з популярних штучних систем рослин, в якій квіткові рослини розподілялися по класам в залежності від числа тичинок в квітці [1].

Введений Ліннеєм метод формування наукової назви для кожного з видів використовується до цих пір (застосовувалися раніше довгі назви, що складаються з великої кількості слів, давали опис видів, але не були строго формалізовані). Використання латинської назви з двох слів - назва роду, потім видовий епітет - дозволило відокремити номенклатуру від таксономії. Дана угода про назви видів отримало ім'я " бінарна номенклатура ".


1.2. Після Ліннея

Наприкінці XVIII століття Антуан Жюссье ввів категорію сімейства, а на початку XIX століття Жорж Кюв'є сформулював поняття про типі тварин. Слідом за цим категорія, аналогічна типу, - відділ - була введена для рослин.

Чарлз Дарвін запропонував розуміти природну систему як результат історичного розвитку живої природи. Він писав у книзі " Походження видів ":

... Спільність походження <...> і є той зв'язок між організмами, що розкривається перед нами за допомогою наших класифікацій.

Це висловлювання поклало початок нової епохи в історії систематики, епосі філогенетичної (тобто заснованої на спорідненні організмів) систематики. [1]

Дарвін припустив, що спостережувана таксономічна структура, зокрема, ієрархія таксонів, пов'язана з їх походженням один від одного. Так виникла еволюційна систематика, що ставить на чільне місце з'ясування походження організмів, для чого використовуються як морфологічні, так і ембріологічні і палеонтологічні методи.

Новий крок у цьому напрямку був зроблений послідовником Дарвіна, німецьким біологом Ернстом Геккелем. З генеалогії Геккель запозичив поняття " генеалогічне (родовідне) древо ". Родовідне древо Геккеля включало всі відомі на той час великі групи живих організмів, а також деякі невідомі (гіпотетичні) групи, які грали роль" невідомого предка "і збожеволіли в розвилках гілок або в основі цього древа. Таке надзвичайно наочне зображення дуже допомогло еволюціоністам, і з тих пір - з кінця XIX століття - філогенетична систематика Дарвіна-Геккеля панує в біологічній науці. Одним з перших наслідків перемоги філогенетики стала зміна послідовності у викладанні курсів ботаніки та зоології в школах і університетах: якщо раніше виклад починали з ссавців (як в "Життя тварин" А. Брема), а потім спускалися "вниз" по "сходах природи", то тепер виклад починають з бактерій або одноклітинних тварин. [1]

Геккель дуже хотів, щоб на кожній розвилці дерева можна було розмістити якийсь організм. Такий організм і був би батьківського (предковой) формою для всієї гілки. Але якщо такі організми і знаходили, згодом визнавали їх не предками, а "бічними гілками" еволюції. Так сталося, наприклад, з тупайя, археоптериксів, ланцетника, тріхоплакса і багатьма іншими організмами. Геккель мріяв знайти організм, який можна було б помістити в саму підставу дерева, і навіть одного разу повідомив, що він знайдений. Організм був клубок слизу і отримав назву батідій, але незабаром виявилося, що це - продукт деградації морських тварин. Таке істота (по-англійськи воно називається last common ancestor, скорочено LCA) не знайдено досі [1].


2. Найменування і опис таксонів

На початок XX століття в систематиці оформилося сім основних таксономічних категорій:

  • царство - regnum
  • тип - phylum (у рослин відділ - divisio)
  • клас - classis
  • загін (у рослин порядок) - ordo
  • сімейство - familia
  • рід - genus
  • вид - species

Будь-яка рослина або тварина повинна послідовно належати до всіх семи категоріях. Часто систематики виділяють додаткові категорії, використовуючи для цього приставки під-(sub-), інфра-(infra-) і над-(super-), наприклад: підтип, Інфраклас, надкласс. Такі категорії обов'язковими не є, тобто при систематизації об'єкта їх можна пропустити. Крім того, часто виділяються і інші категорії: розділ (divisio) між подцарство і надтіпом у тварин, когорта (cohors) між підкласом і надпорядком, триба (tribus) між підродиною і родом, секція (sectio) між підродів і виглядом, і так далі. Часто такі категорії використовуються лише в систематиці якихось конкретних таксонів (наприклад, комах).

Для того щоб уникнути синонімії (тобто різних назв одного і того ж таксона) і омонімії (тобто однієї назви для різних таксонів), в даний час номенклатура регулюється номенклатурними кодексами, що дозволяють поділ на рівні (див. Ранг (біологічна систематика)), - окремо для рослин, тварин і мікроорганізмів. У всіх номенклатурних кодексах використовуються три основні принципи номенклатури: пріоритету, дійсного оприлюднення та номенклатурного типу. Крім того, назви всіх таксонів повинні даватися по-латині (від латинських і грецьких коренів або від особистих імен або народних назв), а назва виду має бути бінарним, тобто складатися з назви роду та видового епітету. Наприклад, латинська назва картоплі - Solanum tuberosum L. (Останнє слово позначає автора назви - в даному випадку це Карл Лінней; в зоології часто ставлять ще й рік дійсного оприлюднення).

Кожен таксон обов'язково повинен мати ранг, тобто ставитися до будь-якої з перерахованих категорій. Таким чином, ранг - це міра відповідності таксонів один одному; наприклад, сімейство Капустяні і сімейство Котячі - зіставні категорії. Немає, однак, загальноприйнятого способу обчислення рангу, і тому різні систематики виділяють ранги по-різному. [1]


3. Діагностика таксонів

Під діагностикою розуміють насамперед складання таблиць для визначення організмів (так званих означальних ключів). З часів Ж. Б. Ламарка найбільшого поширення набули дихотомічні ключі, в яких кожен пункт (ступінь) розділений на тезу і антитезу, забезпечені вказівками про те, до якої ступіні потрібно перейти далі. Зараз майже вся флора і фауна Земної кулі охоплена означальними ключами.

У практичній роботі біолог-систематик керується кількома основними принципами і прийомами. По-перше, класифікація повинна бути розбиттям, тобто ніякої таксон не може ставитися відразу до двох груп однакового рангу, і навпаки, кожен таксон повинен ставитися до будь-якого надтаксону (не повинно бути некласифікованих "залишку"). По-друге, класифікація повинна проводитися за однією підставою, тобто ознаки, використовувані для класифікації, повинні бути альтернативними (не можна ділити на "рослини з квітками" і "деревні рослини"). По-третє, класифікація повинна проводитися по значимим ознаками (наприклад, не можна використовувати ознаки зростання і ваги). По-четверте, класифікація повинна проводитися по максимальному числу ознак (взятих із різних областей біології - від морфології до біохімії). Починають класифікацію з визначення меж вихідного таксона, потім виділяють елементарні таксони (наприклад, види), що підлягають класифікації. На наступному етапі відбувається угруповання таксонів. Іноді цю процедуру доводиться повторювати, доки не буде досягнутий прийнятний результат. Різні напрямки систематики розрізняються перш за все методами угруповання. [1]


4. Ієрархія

  1. Надцарство
  2. Царство
  3. Підцарство
  4. Надтіп / Надотдел
  5. Тип / Відділ
  6. Скарбу
  7. Підтип / Підрозділ
  8. Надкласс
  9. Клас
  10. Підклас
  11. Інфраклас
  12. Надзагін / Надпорядок
  13. Загін / порядок
  14. ПІДЗАГІН / Подпорядок
  15. Інфраотряд
  16. Надсемейство
  17. Сімейство
  18. Підродина
  19. Надтріба
  20. Трібо
  21. Подтриба
  22. Рід
  23. Підрід
  24. Надсекція
  25. Секція
  26. Підсекція
  27. Ряд
  28. Підряд
  29. Вид
  30. Підвид
  31. Вариетет / Різновид
  32. Подразновідность
  33. Форма
  34. Подформа

5. Сучасні розробки

В даний час прийнято, щоб класифікація там, де це припустимо, слідувала принципам еволюціонізму.

Зазвичай біологічні системи створюються у вигляді списку, в якому кожен рядок відповідає якому-небудь таксону (групі організмів). З 1960-х розвивається напрям систематики, зване " кладістіка "(або філогенетична систематика), яке займається впорядкуванням таксонів в еволюційне дерево - кладограмму, тобто схему взаємин таксонів. Якщо таксон включає всіх нащадків якоїсь предкової форми, він є монофілетичної. В. Хенніг формалізував процедуру з'ясування предкового таксона, і в своїй кладістіческой систематиці поклав в основу класифікації кладограмму, що будується за допомогою комп'ютерних методик. Цей напрямок є нині провідним у країнах Європи і США, особливо в сфері геносістематікі (порівняльного аналізу ДНК і РНК) [1].

Р. Сокел і П. сниться в 1963 заснували так звану чисельну (нумеричної) систематику, в якій подібність між таксонами визначається не на підставі філогенії, а на підставі математичного аналізу максимально великої кількості ознак, що мають однакове значення (вага).

Домени - відносно новий спосіб класифікації. Трехдоменная система винайдена в 1990, проте до цих пір не прийнята остаточно. Більшість біологів приймає цю систему доменів, однак значна частина продовжує використовувати пятіцарственное поділ. Однією з головних особливостей трехдоменного методу є поділ архею (Archaea) і бактерій (Bacteria), які раніше були об'єднані в царство бактерій. Існує також мала частина вчених, що додають архею у вигляді шостого царства, але не визнають домени.

Сьогодні систематика належить до числа бурхливо розвиваються біологічних наук, включаючи все нові і нові методи: методи математичної статистики, комп'ютерний аналіз даних, порівняльний аналіз ДНК і РНК, аналіз ультраструктури клітин та багато інших.


5.1. Еволюція систем класифікації

Геккель (1894)
Три царства
Уїттекер (1969)
П'ять царств
Воуз (1977)
Шість царств
Воуз (1990)
Три домену
Кавальє-Сміт (1998)
Два домену
і сім царств
Тварини Тварини Тварини Еукаріоти Еукаріоти Тварини
Рослини Гриби Гриби Гриби
Рослини Рослини Рослини
Найпростіші Найпростіші Хромисті
Найпростіші Найпростіші
Монерей Археї - Археї Прокаріоти Археї
Бактерії Бактерії Бактерії

Примітки

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Шипунов А. Б. Основи теорії систематики: Навчальний посібник - М .: Відкритий ліцей ВЗМШ, Діалог-МДУ, 1999. - 56 с.
  2. Любарський Г. Ю. Архетип, стиль і ранг в біологічній систематиці / / Праці Зоологічного музею МГУ. - 1996. - Т. 35.
  3. Бер До М. Про штучною і природною класифікації тварин і рослин / / Аннали біології - М .: Изд-во МОИП, 1959. - Т. 1. - С. 370.

Література

  • Любарський Г. Ю. Архетип, стиль і ранг в біологічній систематиці / / Праці Зоологічного музею МГУ. - 1996. - Т. 35.
  • Павичів І. Я. (ред.). Сучасна систематика: методологічні аспекти / / Праці Зоологічного музею МГУ. - М .: Изд-во МГУ, 1996. - Т. 34.
  • Павичів І. Я. Основні підходи в біологічній систематиці - bio.1september.ru/view_article.php? ID = 200501708 / / Електронна газета " Біологія - bio.1september.ru ". - М .: 2010. - № 17-19.
  • Багоцький С. В. Революція в систематиці - elementy.ru/lib/431230? context = 286336 / / Хімія і життя. - 2010. - № 6.

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Монотипія (біологічна систематика)
Біологічна кібернетика
Біологічна статистика
Систематика
Систематика рослин
Мовна систематика
Європейська молекулярно-біологічна лабораторія
Систематика та еволюція мурах
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru